精密与超精密加工技术综述VIP免费

就先进制造技术的技术实质性而论，主要有精密和超精密加工技术和制造自动化两大领域1。前者包括了精密加工、超精密加工、微细加工，以及广为流传的纳米加工，它追求加工上的精度和表面质量的极限，可统称为精密工程；后者包括了设计、制造和管理的自动化，它不仅是快速响应市场需求、提高生产率、改善劳动条件的重要手段，而且是提高产品质量的有效方式。两者有密切联系，许多精密和超精密加工要靠自动化技术才能达到预期目标，而不少制造自动化则有赖于精密加工才能达到设计要求。精密工程和制造自动化具有全局性的、决策性的作用，是先进制造技术的支柱。 精密和超精密加工与国防工业有密切关系。导弹是现代战争的重要武器，其命中精度由惯性仪表的精度所决定，因而需要高超的精密和超精密加工设备来制造这种仪表。例如，美国“民兵”型洲际导弹系统的陀螺仪其漂移率为 0.03～0.05°/h，加速度计敏感元件不允许有0.05μm的尘粒，它的命中精度的圆概率误差为 500m；MX 战略导弹(可装载10 个核弹头)，由于其制导系统陀螺仪精度比“民兵—Ⅲ”型导弹要高出一个数量级，因而其命中精度的圆概率误差仅为 50～150m。对射程 4000km 的潜射弹道导弹，当潜艇的位置误差对射程偏差的影响为 400m、潜艇速度误差对射程偏差的影响为 800m、惯性平台的垂直对准精度对射程偏差的影响为 400m 时，要求惯性导航的陀螺仪的漂移精度为 0.001°/h、航向精度在 1′以上、10 小时运行的定位精度为0.4～0.7 海里，因此，陀螺元件的加工精度必须达到亚微米级，表面粗糙度达到 Ra0.012～0.008μm。由此可知，惯性仪表的制造精度十分关键。如1kg 重的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴为0.5nm 时，就会造成100m 的射程误差和50m 的轨道误差；激光陀螺的平面反射镜的平面度为0.03～0.06μm，表面粗糙度要求为Ra0.012μm 以上；红外制导的导弹，其红外探测器中接受红外线的反射镜，其表面粗糙度要求达到Ra0.015～0.01μm［2］。 航天、航空工业中，人造卫星、航天飞机、民用客机等，在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求，如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件对观测性能影响很大。该轴承为真空无润滑轴承，其孔和轴的表面粗糙度要求为Ry0.01μm，即 1nm，其圆度和圆柱度均要求纳米级精度。被送入太空的哈勃望远镜(HST)，可摄取亿万千米远的星球的图像，为了加工该望远镜中直径为2.4m、重达900kg 的大型反光镜，专门研制了一台形状...